Определение толщины би­тумного слоя между крепью и породой при установившейся ползучести пород.

В массиве каменной соли сме­щение контура сечения ствола происходит со скоростью 1 см/год, что составляет u 3,2*10^-10 м/с. Принято реше­ние отделить крепь от массива слоем битума, который по мере смещения стенок ствола будет выжиматься вверх в свободную полость. Требуется определить рациональные размеры слоя би­тума (толщину ∆ и высоту стол­ба H). Характеристики битума следующие: γ = 0,012 МН/м³; = 3,6*10⁵ МПа• с.

Решение. Обратимся к фор­муле (3.53). Максимальное дав­ление на крепь со стороны би­тумного слоя (при x = 0)

p_max = γH + Н,

откуда

=1+ . (4.29)

Рис. 4.9. Развитие давления на крепь во времени при моделировании мас­сива средой Кельвина — Фойгта (к примеру 4.4.7):

1—давление на железобетонную крепь;

2 — давление на менее жесткую полимербе­тон ную крепь

Рис. 4.10. Зависимость давления битума, отделяющего крепь ствола от массива, при постоянной скорости смещения стенок ствола от толщины битумного слоя (к примеру 4.4.8)

Подставив в эту формулу зна­чения величин, получим

=1+ .

При различной толщине би­тумного слоя имеем

∆, м 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

p_max/γH 5 2 1,25 1,11 1,06 1,04 1,03

График полученной зависи­мости показан на рис. 4.10.

5. Общий метод расчета крепи выработок круглого сечения

5.1. Общие положения и основные расчетные зависимости

Крепь (обделка) протяженной достаточно заглубленной выра­ботки (ствола, тоннеля) круг­лого сечения рассматривается как многослойное (в общем слу­чае) круговое кольцо, подкреп­ляющее отверстие в упругой плоскости (рис. 5.1). Нагрузки и воздействия, испытываемые' системой «крепь—массив», пред­ставляются либо в виде экви­валентных напряжений, прикла­дываемых на бесконечности (рис. 5.1, а), либо в виде напряже­ний, прикладываемых к внут­реннему контуру сечения крепи. Общий метод расчета крепи основан на применении коэф­фициентов передачи нагрузок (контактных напряжений).

Эквивалентные напряжения, прикладываемые к упругой плос­кости на бесконечности, соот­ветствующие различным видам нагрузок и воздействий, опре­деляются по формулам:

при действии начальных гра­витационных или тектонических напряжений в массиве

P_eq=P_0eq+P_2eq cos 2θ, (5.1)

где

P_0eq=α* * ;

` P_2eq=α* * ; (5.2)

— главные начальные напряжения в массиве; ось х (см. рис. 5.1, а) совпадает с направ­лением наибольших главных напряжений ;

х₀ = 3-4v₀;

v₀—коэффициент Пуассона по­род в массиве;

при действии внешнего гидро­статического давления подзем­ных вод на водонепроницаемую крепь

P_0eq=H_{w ;} P_2eq=0 (5.3)

где H_w—статический напор под­земных вод:

H_w ⁼ ;

γ_w—удельный вес воды;

h_w—пьезометрическая высота столба воды.

Дата добавления: 2015-08-10